《零件手工加工》课件-课题7 零件的钣金加工

课题7零件的钣金加工中国劳动社会保障出版社《零件手工加工》课题7零件的钣金加工

钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲、切、复合、折、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯大小头、天圆地方、漏斗形等，主要工序是剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接、铆接等。一、放样1.放样概述

在产品图样基础上，根据产品的结构特点、制造工艺要求等条件，按一定比例（通常取1∶1）准确绘制结构的全部或部分投影图，并进行结构的工艺性处理和必要的计算及展开，最后获得产品制造过程所需要的数据、样杆、样板和草图等的操作过程。（1）实尺放样程序1）线型放样线型放样是根据结构制造需要，绘制构件整体或局部轮廓（或若干组剖面）的投影基本线型。

2）结构放样结构放样是在线型放样的基础上，依制造工艺要求进行工艺性处理的过程。

3）展开放样展开放样是在结构放样的基础上，对不反映实形或需要展开的部件进行展开，以求取实形的过程。2.放样程序放样过程分析举例：1）识读、分析构件图样。在识读、分析构件图样的过程中，主要解决以下问题:①弄清构件的用途及一般技术要求，该构件为冶金炉炉壳主体，主要应保证其有足够的强度，尺寸精度要求并不高。因炉壳内还要砌筑耐火砖，所以连接部位允许按工艺要求作必要的变动。②了解构件的外部尺寸、质量、材质、加工数量等，并结合本厂的加工能力，确定产品制造工艺。通过分析可知该产品外形尺寸及质量较大，需要较大的工作场地和起重能力。加工过程中，尤其在装配、焊接时，不宜多翻转。又知该产品加工数量少，故装配、焊接都不宜制作专门胎具。③弄清各部投影关系和尺寸要求，确定可变动与不可变动的部位及尺寸。

图2-7-2炉壳主体部分图2-7-3炉壳线型放样①确定放样画线基准。从该件图样看出：主视图应以中心线和炉上口轮廓线为放样画线基准，而俯视图应以两中心线为放样画线基准。主、俯视图的放样画线基准确定后，应准确地画出各个视图中的基准线。②画出构件基本线型。这里件１的尺寸必须符合设计要求，可先画出。件３位置已由设计给定，不得改动，亦应先画出。而件２的尺寸要待处理好连接部位后才能确定，不宜先画出。至于件１上的孔，则先画后画均可。2）线型放样如图2-7-3所示。3）结构放样①连接部位Ⅰ、Ⅱ的处理。首先看Ⅰ部位，它可以有三种连接形式，如图2-7-4所示。究竟选取哪种连接形式，工艺上主要从装配和焊接两个方面考虑。图2-7-4部位连接形式比较a）外环焊接

b）、c）内、外环焊接图2-7-5圆锥台侧板画法②因构件尺寸（ａ、ｂ、ϕ1、ϕ2）较大，且件2锥度太大，不能采取滚弯成形，需分几块压制成形或手工煨制，然后组对。组对接缝的部位，应按不削弱构件强度和尽量减小变形的原则确定，焊缝应交错排列，不能选在孔眼位置，如图2-7-6所示。图2-7-6焊缝位置③计算料长、绘制草图和量取必要的数据。因为圆筒展开后为一个矩形，所以计算圆筒的料长时可不必制作号料样板，只需记录长、宽尺寸即可；做出炉底板的号料样板（或绘制出号料草图），这是一个直径为ϕ２的整圆如图2-7-7所示。图2-7-7炉底板号料样板图2-7-8圆锥台结构草图④依据加工需要制作各类样板。图2-7-9炉壳制作卡形样板4）展开放样①作出圆锥台表面的展开图，并制作号料样板。②作出筒体开孔孔型的展开图，并制作号料样板。3.放样台放样台是进行实尺放样的工作场地，有钢质和木质两种。（1）钢质放样台（2）木质放样台4.样板、样杆的制作放样过程中，在结构放样和展开放样之后，即可着手制作各种样板、样杆。使用样板或样杆进行画线号料，可以大大提高画线的效率和质量。对于板状零件一般都制作样板，型钢零件则制作样杆。（1）样板的分类样板按其用途通常分为以下几类：1）号料样板。它是供号料或号料同时号孔的样板。2）成形样板。它是用于检验成形加工零件的形状、角度、曲率半径及尺寸的样板。成形样板又可分为卡形样板和验形样板。3）定位样板。它用于确定构件之间的相对位置（如装配线、角度、斜度）和各种孔口的位置和形状。4）样杆。样杆主要用于定位，有时也用于简单零件的号料。图2-7-10验形样板图2-7-11装配定位角度样板ａ）样板使用ｂ）样板（2）制作样板和样杆的材料

制作样板的材料，一般采用0.5～2mm的薄钢板。当样板较大时，可用板条拼成花格骨架，以减轻质量。中、小型零件多用0.5～0.75mm薄板制作.为节约钢材，对精度要求不高的一次性样板，可用黄板纸或油毡纸制作。制作样杆的材料一般用25mm×0.8mm、20mm×0.8mm的扁钢条或铅条制作。木质样杆也常有应用，但木条必须干燥，以防止收缩变形。（3）样板、样杆的制作样板、样杆经画样后加工而成。其画样方法主要有以下两种:1）直接画样法。即直接在样板材料上画出所需样板的图样。展开号料样板及一些小型平面材料样板多用此法制作。2）过渡画样法（又称过样法）。这种方法分为不覆盖过样和覆盖过样，多用于制作简单平面图形零件的号料样板和一般加工样板。图2-7-12不覆盖过样法a）样板使用

b）样板图2-7-13覆盖过样法二、号料

利用样板、样杆、号料草图及放样得出的数据，在板料或型钢上画出零件真实的轮廓和孔口的真实形状，以及与之连接构件的位置线、加工线等，并注出加工符号，这一工作过程称为号料。

图2-7-14号料1.号料的一般技术要求：（1）熟悉产品图样和制造工艺，合理安排各零件号料的先后顺序，零件在材料上位置的排布应符合制造工艺的要求。（2）根据产品图样，验明样板、样杆、草图及号料数据；核对钢材牌号、规格，保证图样、样板、材料三者的一致性。对重要产品所用的材料，还要核对其检验合格证书。（3）检查材料有无裂纹、夹层、表面疤痕或厚度不均匀等缺陷，并根据产品的技术要求酌情处理。当材料有较大变形，影响号料精度时，应先进行矫正。（4）号料前应将材料垫放平整、稳妥，既要有利于号料画线并保证画线精度，又要保证安全且不影响他人工作。（5）正确使用号料工具、量具、样板和样杆，尽量减小由于操作不当而引起的号料偏差。例如，弹画粉线时，拽起的粉线应在欲画线的垂直平面内，不得偏斜；用石笔划出的线不应过粗。（6）号料画线后，在零件的加工线、接缝线及孔的中心位置等处，应根据加工需要打上錾印或样冲眼。同时，按样板上的技术说明，应用涂料标注清楚，为下道工序提供方便。要求文字、符号、线条端正、清晰。2.合理用料（1）集中套排由于各种零件材料的材质、规格是多种多样的，为了做到合理使用原材料，在零件数量较多时，可将使用相同牌号材料且厚度相同的零件集中在一起，统筹安排，长短搭配，凸凹相就，这样可以充分利用原材料，提高材料的利用率，如图2-7-15所示。

图2-7-15集中套排号料（2）余料利用（3）分块排料法生产中，为提高材料的利用率，在工艺许可的条件下，常用“以小拼整”的结构。图2-7-16分块排料法ａ）整体圆环ｂ）二分之一圆环ｃ）四分之一圆环3.型钢号料

图2-7-17型钢号料（1）整齐端口长度号料

（2）中间切口或异形端口号料（3）在型钢上号孔的位置4.二次号料对于某些加工前无法准确下料的零件（如某些热加工零件、有余量装配等），往往在一次号料时留有充分的余量，待加工后或装配时再进行二次号料。图2-7-18小型零件在平台上二次号料5.号料允许误差名称允许误差（mm）直线±0.5曲线±0.5结构线±1钻孔±0.5减轻孔±2料宽和料长±1两孔（钻孔）距离±0.5铆接孔距±0.5样冲眼和线间±0.5錾子（主印）±0.5

表2-7-1常用号料允许误差值三、展开放样

将金属板壳构件的表面全部或局部，按其实际形状和大小，依次铺平在同一平面上，这种方法称展开。展开放样是金属结构制造中放样工序的重要环节，其主要内容是完成各种不同类型的金属板壳构件的展开。

空间各种线段的投影特性：图2-7-19垂直线的投影ａ）垂直于XOY面的线ｂ）垂直于XOZ面的线ｃ）垂直于ZOY面的线图2-7-20平行线的投影ａ）平行于XOY面的线ｂ）平行于XOZ面的线ｃ）平行于ZOY面的线图2-7-21一般位置直线的投影图2-7-22曲线的投影ａ）、ｂ）平面曲线ｃ）空间曲线图2-7-23直角三角形法求实长ａ）一般位置线段AB的直观图ｂ）、ｃ）直角三角形投影作图法ｄ）投影图外作图求实长

例：图2-7-24所示为工厂常见的圆方过渡接头的立体图和主、俯视图。俯视图中四个全等的等腰三角形表示其平面部分，各等腰线为圆方过渡线（平面与曲面的分界线）。这些线均为一般位置直线，在视图中不反映实长。为展开需要，还需在曲面部分作出一些辅助线，如Ｂ—２、Ｂ—３（２、３点为１/４圆角的等分点），这些辅助线也是一般位置直线，投影不反映实长。上述各线的实长，实际放样时多直接在主视图中作出。为使图面清晰，将求实长作图移至主视图右侧。即以各线段正面投影高度差（距离差）ＣＤ为一直角边，以各线的水平投影长ｆ１、ｆ２为另一直角边，画出两直角三角形，则三角形的斜边即为所求线段的实长。图2-7-24直角三角形法求实长举例图2-7-26旋转法求实长举例例：图2-7-26所示为一个斜圆锥，为作出斜圆锥表面的展开图，须先求出其圆周各等分点与锥顶连线（素线）的实长。由图2-7-26可知，这些素线除主视图两边轮廓线（Ｏ′—１′、Ｏ′—５′）外，均不反映实长。实长线求法：以Ｏ为圆心，Ｏ至２、３、４各点的距离为半径画同心圆弧，得到与水平中心线Ｏ—５的各交点。由各交点引上垂线交１′—５′于２′、３′、４′点，连接２′、３′、４′与Ｏ′，则Ｏ′—２′、Ｏ′—３′、Ｏ′—４′即为所求三条素线的实长。例：图2-7-29所示为一个顶口与底口垂直的圆方过渡接头,利用换面法移出作图求出其表面各线的实长。图2-7-29换面法求实长举例

图2-7-30求柱体斜口曲线实长图2-7-31换面法求平面曲线实长2.展开放样的方法：平行线法主要用于表面素线相互平行的立体。例：作斜切圆管的展开图，如图2-7-32所示。图2-7-32斜切圆管的展开放射线法适用于表面素线相交于一点的锥体。三角形法是以立体表面素线（棱线）为主，并画出必要的辅助线，将立体表面分割成一定数量的三角形平面，然后求出每个三角形的实形，并依次画在平面上，从而得到整个立体表面的展开图。图2-7-33正圆锥的展开ａ）等分作图ｂ）展开图例：作正圆锥的展开图，如图2-7-33所示。例：正四棱锥筒的展开，如图2-7-34所示。图2-7-34

正四棱锥筒的展开四、弯形1.弯形概述把平板毛坯、型材、管材等弯成一定的曲率、角度，从而形成一定形状的零件，这样的加工方法称为弯形。弯形在金属结构制造中应用很多，它可以在常温下进行，也可以在材料加热后进行，但大多数弯形是在常温下进行的。图2-7-35材料的弯曲变形过程2.钢材的弯曲变形过程及特点3.弯形坯料长度计算:

A=

(r+X0t)

/180°

式中A—圆弧部分中性层长度，mm；r—内弯形半径，mm；

x０—中性层位置系数；t—材料厚度，mm；α—弯形角，（°）。内面弯形成不带圆弧的直角制件时，其弯形部分可按弯形前后毛坯体积不变的原理进行计算，一般采用经验公式Ａ＝0.5ｔ计算。表2-7-2弯形中性层位置系数x０r/t0.250.50.812345678101214≥16x00.20.250.30.350.370.40.410.430.440.450.460.470.480.490.5图2-7-38常见的弯形形式ａ）、ｂ）、ｃ）内面带圆弧的制件ｄ）内面带直角的制件例：把厚度ｔ＝4mm的钢板坯料，弯成图2-7-38ｃ所示的制件，若弯形角α＝120°，内弯形半径r＝16mm，边长L１＝60mm、L２＝120mm，求坯料长度L是多少？解：r／t＝16／4＝4查表３—２２得ｘ０＝0.41L＝L１＋L２＋AA＝π（r＋x０t）α／１８０°＝3.14×（16＋0.41×4）×120°／180°＝36.93mmL＝60＋120＋36.93＝216.93mm例：把厚度t＝３mm的钢板坯料，弯成图2-7-38ｄ所示的制件，若L１＝60mm，L２＝100mm，求坯料长度Ｌ。解：因弯形制件内面带直角，所以Ｌ＝L１＋L２＋Ａ＝Lｌ